CN107040249A - 一种用于比较器反转电压阈值修调判断的电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于比较器反转电压阈值修调判断的电路，其包括电压转换电路、比较器、逻辑控制电路以及选择电路，所述电压转换电路的输入端依次连接有比较器、逻辑控制电路以及选择电路，所述选择电路的输出端与所述电压转换电路的输入端连接，所述逻辑控制电路的输出端与所述电压转换电路的输入端连接；本发明通过利用逻辑控制电路接收四个周期的波形，控制选择电路输出不同修调步长，然后通过电压转换电路使比较器输出翻转波形，通过输出端检测此波形，确定修调方案，完成对输入电压精确控制的电路修调。本发明作为一种用于比较器反转电压阈值修调判断的电路，其广泛适用于模拟集成电路技术领域。

Description

一种用于比较器反转电压阈值修调判断的电路

技术领域

本发明涉及模拟集成电路领域，尤其涉及一种用于比较器反转电压阈值修调判断的电路。

背景技术

随着集成电路高性能指标的要求越来越高，芯片设计面临高精度的要求日趋明显，尤其是高精度的基准源电路等设计，由于工艺误差、失调等无法避免的因素，工艺厂生产出的芯片的电容和电阻值都有一定的工艺误差，这些误差会直接影响电路的性能甚至功能。为了解决这类工艺误差问题，在芯片正常使用之前，需要利用修调技术来修正，使电路参数更精确、一致性更好。

传统的修调基准方法只能根据测试基准值的偏差进行修调，其无法完成对设定的基准阈值下比较器的反转做出精准的判断。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种用于比较器反转电压阈值修调判断的电路，以解决因失调及工艺偏差引起的误差，提高比较器反转时对应阈值电压的精度。

本发明所采用的技术方案是：一种用于比较器反转电压阈值修调判断的电路，其包括电压转换电路、比较器、逻辑控制电路以及选择电路，所述电压转换电路的输入端依次连接有比较器、逻辑控制电路以及选择电路，所述选择电路的输出端与所述电压转换电路的输入端连接，所述逻辑控制电路的输出端与所述电压转换电路的输入端连接；所述电压转换电路用于将输入负电压转换为第一输入电压信号，并将第一输入信号输入至所述比较器，所述比较器用于比较所述第一电压信号的电压值与翻转电压的大小，并将结果输出到逻辑控制电路；所述逻辑控制电路根据外部测试信号和所述比较器的输出信号，输出修调步长信号至所述选择电路和电压转换电路，所述选择电路通过不同的修调步长改变输入至电压转换电路的电压，根据比较器的翻转波形和逻辑电路的输出波形，确定修调方案。

进一步，所述电压转换电路包括第一电流源、第二电流源、第一MOS管、第二MOS管以及第一电阻，所述第一电流源的正输出端与所述第一MOS管的源极，所述第一MOS管的漏极通过第一电阻与所述选择电路的输出连接，所述第二电流源的正输出端与所述第二MOS管的源极连接，所述第二MOS管的漏极与地连接，所述M第一MOS管与第二MOS管的栅极与所述逻辑控制电路的输出端连接。

进一步，所述选择电路包括第一输入端、第二输入端、第三输入端、第一反相器、第二反相器、第三反相器、第三MOS管、第四MOS管、第五MOS管、第十一MOS管、第十二MOS管、第十三MOS管、第三电流源、第五电流源以及第六电流源，所述第一输入端通过第三反相器分别与所述第五MOS管的栅极和第十三MOS管的栅极连接，所述第五MOS管的源极与所述第四MOS管的漏极连接，所述第四MOS管的源极与所述第六电流源的负输出端连接，所述第十三MOS管的源极与所述第十二MOS管的漏极连接，所述第五MOS管的漏极和第十三MOS管的漏极与所述电压转换电路的输入端连接，所述第二输入端分别与所述第一反相器的输入端和第三MOS管的栅极连接，所述第三MOS管的源极与第五电流源的负输出端连接，所述第三MOS管的漏极与所述第五MOS管的源极连接，所述第一反相器的输出端与所述第十一MOS管的栅极连接，所述第十一MOS管的源极与所述第三电流源的的正输出端连接，所述第十一MOS管的漏极与所述第十三MOS管的源极连接；所述第三输入端分别与所述第四MOS管的栅极和第二反相器的输入端连接，所述第二反相器的输出端与所述第十二MOS管的栅极连接，所述第十二MOS管的源极与所述第四电流源的正输出端连接，所述第十二MOS管的漏极与所述第十三MOS管的源极连接。

进一步，所述逻辑控制电路包括移位寄存器，所述移位寄存器的输入端与所述比较器的输出端连接，所述移位寄存器的输出端分别与所述选择电路的输入端和所述电压转换电路的输入端连接。

进一步，第一MOS管、第二MOS管、第十一MOS管、第十二MOS管、第十三MOS管均为N型MOS管，所述第三MOS管、第四MOS管、第五MOS管均为P型MOS管。

本发明的有益效果是：利用逻辑控制电路接收四个周期的波形，控制选择电路输出不同修调步长，然后通过电压转换电路使比较器输出翻转波形，通过输出端检测此波形，确定修调方案，完成对输入电压精确控制的电路修调。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

图1是本发明一具体实施例的电路框图；

图2是本发明一具体实施例中电压转换电路的原理图；

图3是本发明一具体实施例中选择电路的电路原理图；

图4是本发明一具体实施例中修调波形图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1所示，一种用于比较器反转电压阈值修调判断的电路，其包括电压转换电路、比较器、逻辑控制电路以及选择电路，所述电压转换电路的输入端依次连接有比较器、逻辑控制电路以及选择电路，所述选择电路的输出端与所述电压转换电路的输入端连接，所述逻辑控制电路的输出端与所述电压转换电路的输入端连接；所述电压转换电路用于将输入负电压转换为第一输入电压信号，并将第一输入信号输入至所述比较器，所述比较器用于比较所述第一电压信号的电压值与翻转电压的大小，并将结果输出到逻辑控制电路；所述逻辑控制电路根据外部测试信号和所述比较器的输出信号，输出修调步长信号至所述选择电路和电压转换电路，所述选择电路通过不同的修调步长改变输入至电压转换电路的电压，根据比较器的翻转波形和逻辑电路的输出波形，确定修调方案。

本电路利用逻辑控制电路接收四个周期的波形，控制选择电路输出不同修调步长，然后通过电压转换电路使比较器输出翻转波形，通过输出端检测此波形，确定修调方案，完成对输入电压精确控制的电路修调。

如图2所示，所述电压转换电路包括第一电流源I1、第二电流源I2、第一MOS管N1、第二MOS管N2以及第一电阻R1，所述第一电流源I1的正输出端与所述第一MOS管N1的源极，所述第一MOS管N1的漏极通过第一电阻R1与所述选择电路的输出连接，所述第二电流源I2的正输出端与所述第二MOS管N2的源极连接，所述第二MOS管N2的漏极与地连接，所述M第一MOS管N1与第二MOS管N2的栅极与所述逻辑控制电路的输出端连接。

如图3所示，所述选择电路包括第一输入端step1、第二输入端step2、第三输入端step3、第一反相器Inv1、第二反相器Inv2、第三反相器Inv3、第三MOS管N3、第四MOS管N4、第五MOS管N5、第十一MOS管P1、第十二MOS管P2、第十三MOS管P3、第三电流源I3、第五电流源I5以及第六电流源16，所述第一输入端step1通过第三反相器Inv3分别与所述第五MOS管N5的栅极和第十三MOS管P3的栅极连接，所述第五MOS管N5的源极与所述第四MOS管N4的漏极连接，所述第四MOS管N4的源极与所述第六电流源I6的负输出端连接，所述第十三MOS管P3的源极与所述第十二MOS管P2的漏极连接，所述第五MOS管N5的漏极和第十三MOS管P3的漏极与所述电压转换电路的输入端连接，所述第二输入端step2分别与所述第一反相器Inv1的输入端和第三MOS管N3的栅极连接，所述第三MOS管N3的源极与第五电流源I5的负输出端连接，所述第三MOS管N3的漏极与所述第五MOS管N5的源极连接，所述第一反相器Inv1的输出端与所述第十一MOS管P1的栅极连接，所述第十一MOS管P1的源极与所述第三电流源I3的的正输出端连接，所述第十一MOS管P1的漏极与所述第十三MOS管P3的源极连接；所述第三输入端step3分别与所述第四MOS管N4的栅极和第二反相器Inv2的输入端连接，所述第二反相器Inv2的输出端与所述第十二MOS管P2的栅极连接，所述第十二MOS管P2的源极与所述第四电流源的正输出端连接，所述第十二MOS管P2的漏极与所述第十三MOS管P3的源极连接。

进一步作为优选的实施方式，所述逻辑控制电路包括移位寄存器，所述移位寄存器的输入端与所述比较器的输出端连接，所述移位寄存器的输出端分别与所述选择电路的输入端和所述电压转换电路的输入端连接。

进一步作为优选的实施方式，第一MOS管N1、第二MOS管N2、第十一MOS管P1、第十二MOS管P2、第十三MOS管P3均为N型MOS管，所述第三MOS管、第四MOS管、第五MOS管均为P型MOS管。

以下为一具体实施例：

在本实施例中，输入电压经过电压转换电路的转换，利用比较器与地电压进行比较，生成比较器输出信号，test端为外加方波信号，通过逻辑控制电路与比较器的输出信号的值共同决定输出out的值及step1，2，3的值，step1，2，3输出到选择电路，通过选择电路的开关控制，改变电流从而改变输出到比较器的电压值，通过test四个周期的波形，可完成选择电路不同步长下比较器的翻转波形，通过输出端OUT检测此波形，确定修调方案，完成对输入电压精确控制的电路修调。

结合图1至图3，参见图4为本发明中修调波形图，其中test为外加测试输入信号，为周期方波信号，step1、step2、step3为输出到选择电路的步长判断信号。out为输出测试信号，用于修调判断。输入电压Vth为以精确恒定的基准值，此例中采用负值。当外部test输入信号在经过两个上升沿后testok翻转此时进入检测模式，此时step1为高电平，step2、step3为低电平，P1，P2，N3，N4关断，流过R1的电流仅为I1，判断比较器的输出Y，当输出Y为高(1)说明I1*R1+Vth+V0＞0(其中V0为比较器的失调电压)，输出为低(0)时I1*R1+Vth+V0＜0，以输出为低为例，Y为低时Vth的值无法使比较器翻转，我们要通过增大流过R1的电流值来进行修正，在testok后test的第一个周期里此Y信号输出到逻辑控制电路并储存起来，在第二个周期的下降沿时，上一周期存储的Y信号控制step1信号的翻转，当Y为1时step1翻转为0，当Y为0时step1保持为1，并保持下去。以Y为0为列，step1保持为1，同时step2翻转为1，此时step2的翻转完全由逻辑电路控制不受比较器的输出Y的影响，step2为1后，比较器的输出值Y由(I1+I3)*R1+Vth+V0的值决定，当(I1+I3)*R1+Vth+V0＜0说明I3的补偿还不足以使比较器翻转，需要在下个周期里继续增大电流值，如果(I1+I3)*R1+Vth+V0＞0则需要分两步说明，由于2I4＝I3，如果(I1+I4)*R1+Vth+V0＞0说明I3的补偿太大，采用I4的补偿，(I1+I4)*R1+Vth+V0＜0，采用I3的补偿。此Y信号输出到逻辑控制电路并储存，在第三个周期的下降沿时，此信号控制step2信号的高低，当Y为1时step2翻转为0，当Y为0时step2保持为1，并保持下去。同时step3翻转为高电平，此时step3的翻转完全由逻辑电路控制不受比较器的输出Y的影响，step3为1后，比较器的输出值Y由(I1+I3+I4)*R1+Vth+V0的值决定，当(I1+I3+I4)*R1+Vth+V0＜0说明I3+I4的补偿还不足以使比较器翻转，此判断为不良品，当(I1+I3+I4)*R1+Vth+V0＞0说明I3+I4的补偿可以修正此时由失调引起的偏差。此Y的值决定在第四个周期下降沿时step3信号的高低，当Y为1时step3翻转为0，当Y为0时step3保持为1，并保持下去。进入检测模式后比较器的输出为高，则比较器的输出信号在输出到逻辑控制信号后，在逻辑控制电路里反向，以保证在整个过程中输出检测的统一性。

具体修调步长如表一所示，其中1，2，3，代表流过R1的电流增加I1的倍数，负值代表减小的倍数。

step1	step2	step3
				0	0	1	-1
0	1	0	-2
				0	1	1	-3
1	0	0	0
				1	0	1	1
1	1	0	2
				1	1	1	3

表一

其中进入测试模式后，第二个下降沿后一个周期的out值对应为step1的值，

第三个下降沿后一个周期的out值对应为step2的值，第四个下降沿后一个周期的out值对应为step3的值，根据out在进入测试模式后第二个下降沿后

三个周期里的值来判断电路的修调步长。

其中tr1，tr2，tr3为T1，T2，T3熔丝对应的输出信号，当T1，T2，T3熔丝不烧时，tr1，tr2，tr3输出为低电平，熔断后输出为高电平。step1对应T1熔丝的通断，step1为高时T1不动，为低烧断T1，step2，对应T2，step2为高时T2烧断，为低T2不动，step3，对应T3，step3为高时T3烧断，为低T3不动，在进入正常模式后，test端浮空，step1，step2，step3的信号完全由tr1，tr2，tr3的值决定，完全不受比较器输出Y的影响。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (5)

1.一种用于比较器反转电压阈值修调判断的电路，其特征在于：其包括电压转换电路、比较器、逻辑控制电路以及选择电路，

所述电压转换电路的输入端依次连接有比较器、逻辑控制电路以及选择电路，所述选择电路的输出端与所述电压转换电路的输入端连接，所述逻辑控制电路的输出端与所述电压转换电路的输入端连接；

所述电压转换电路用于将输入负电压转换为第一输入电压信号，并将第一输入信号输入至所述比较器，所述比较器用于比较所述第一电压信号的电压值与翻转电压的大小，并将结果输出到逻辑控制电路；所述逻辑控制电路根据外部测试信号和所述比较器的输出信号，输出修调步长信号至所述选择电路和电压转换电路，所述选择电路通过不同的修调步长改变输入至电压转换电路的电压，根据比较器的翻转波形和逻辑电路的输出波形，确定修调方案。

2.根据权利要求1所述的用于比较器反转电压阈值修调判断的电路，其特征在于：所述电压转换电路包括第一电流源、第二电流源、第一MOS管、第二MOS管以及第一电阻，所述第一电流源的正输出端与所述第一MOS管的源极，所述第一MOS管的漏极通过第一电阻与所述选择电路的输出连接，所述第二电流源的正输出端与所述第二MOS管的源极连接，所述第二MOS管的漏极与地连接，所述M第一MOS管与第二MOS管的栅极与所述逻辑控制电路的输出端连接。

3.根据权利要求1所述的用于比较器反转电压阈值修调判断的电路，其特征在于：所述选择电路包括第一输入端、第二输入端、第三输入端、第一反相器、第二反相器、第三反相器、第三MOS管、第四MOS管、第五MOS管、第十一MOS管、第十二MOS管、第十三MOS管、第三电流源、第五电流源以及第六电流源，

所述第一输入端通过第三反相器分别与所述第五MOS管的栅极和第十三MOS管的栅极连接，所述第五MOS管的源极与所述第四MOS管的漏极连接，所述第四MOS管的源极与所述第六电流源的负输出端连接，所述第十三MOS管的源极与所述第十二MOS管的漏极连接，所述第五MOS管的漏极和第十三MOS管的漏极与所述电压转换电路的输入端连接，

所述第二输入端分别与所述第一反相器的输入端和第三MOS管的栅极连接，所述第三MOS管的源极与第五电流源的负输出端连接，所述第三MOS管的漏极与所述第五MOS管的源极连接，所述第一反相器的输出端与所述第十一MOS管的栅极连接，所述第十一MOS管的源极与所述第三电流源的的正输出端连接，所述第十一MOS管的漏极与所述第十三MOS管的源极连接；

所述第三输入端分别与所述第四MOS管的栅极和第二反相器的输入端连接，所述第二反相器的输出端与所述第十二MOS管的栅极连接，所述第十二MOS管的源极与所述第四电流源的正输出端连接，所述第十二MOS管的漏极与所述第十三MOS管的源极连接。

4.根据权利要求1至3任一项所述的用于比较器反转电压阈值修调判断的电路，其特征在于：所述逻辑控制电路包括移位寄存器，所述移位寄存器的输入端与所述比较器的输出端连接，所述移位寄存器的输出端分别与所述选择电路的输入端和所述电压转换电路的输入端连接。

5.根据权利要求4所述的用于比较器反转电压阈值修调判断的电路，其特征在于：第一MOS管、第二MOS管、第十一MOS管、第十二MOS管、第十三MOS管均为Ｎ型ＭＯＳ管，所述第三ＭＯＳ管、第四ＭＯＳ管、第五ＭＯＳ管均为P型MOS管。